常州东经120主题公园景观塔MTMD风振控制研究

将多重调谐质量阻尼器应用于某景观塔的风振控制,通过参数分析研究其控制效果随参数变化的一般规律,提出类似工程MTMD风振控制的分析方法。首先采用自回归滤波技术,考虑风速空间相关性,模拟具有随机性的脉动风场,采用SPA2000建立某景观塔结构有限元模型并计算该结构的风振响应,计算结果与风洞试验对比吻合良好;然后考虑结构主振型确定MTMD分析参数,建立某景观塔结构的MTMD风振分析模型,计算结构在MTMD系统控制下的风振响应,结果表明MTMD系统减振效果明显;最后研究质量比、TMD数量、阻尼比以及带宽对MTMD系统减振率的影响规律。结果表明MTMD系统存在最优参数,其中质量比、阻尼比以及带宽对MTMD位移和加速度减振效果一致的,且加速度的减振效果明显。     

人群激励下梁式人行桥振动控制和MTMD优化设计

通过对人群荷载的频谱分析,说明当人行桥的自振频率位于人群的激振频率范围内时,人行桥将产生共振。因而,对于此类人行桥,需要安装调谐质量阻尼器(TMD)对其进行减振控制。通过人群荷载功率谱密度分布求得人行桥的均方根加速度,然后将其作为目标函数提出了多重调谐质量阻尼器(MTMD)阻尼比和频率比任意分布的优化表达式,并采用遗传算法求解该问题。人群激励下人行桥的振动分析表明,人-桥共振时采用MTMD将比单个TMD具有更高的减振效率,通过保持MTMD中心频率不变而适当等比例扩大最优频率比可以有效提高人-桥-MTMD系统减振效率的鲁棒性。计算同时表明,MTMD的相对运动位移较小,完全可以满足人行桥对安装空间的要求。     

钢结构登机桥TMD减振控制参数设置的初步探讨

当钢结构登机桥跨度较大时,其竖向自振频率接近人行走或者跑动的频率,容易发生共振。此时,竖向加速度将超过人体舒适度极限,给登机者心理上造成恐慌。采用调谐质量阻尼器(TMD)来达到减少登机桥的竖向振动反应是一个很好的办法。本文结合一座40m跨铜结构登机桥实例,采用sAp2000有限元软件进行人行荷载下不同频率比、质量比、阻尼比TMD的动力分析,得到不同参数对减振效果的影响程度,望能为今后类似工程提供参考。     

人致激励下悬挑楼板结构的振动舒适度控制研究

大跨度悬挑楼板结构在人行激励作用下,会产生竖向振动.过大的振动不仅会引起舒适度问题,还可能引发结构的安全问题.文章以某悬挑观景平台作为研究对象,采用Midas Gen软件对该观景平台进行了人行激励下的结构动力特性分析,对比分析了安装TMD前后结构的加速度响应,结果表明TMD系统减振效果显著.同时根据TMD原理,对TMD频率比和阻尼比参数所起到的减振效果进行分析比较,可为类似工程提供参考.     

简谐激励下非线性黏滞阻尼调频质量阻尼器减振结构的稳态响应分析

对非线性黏滞阻尼在调频质量阻尼器(TMD)中的应用进行了研究。基于慢变参数法推导简谐激励下采用非线性黏滞阻尼调频质量阻尼器减振结构位移的稳态响应解析解,进而研究其优化参数求解公式。以主结构位移动力放大系数为目标,对线性和非线性黏滞阻尼TMD的减振效果进行了对比分析,结果表明:非线性黏滞阻尼TMD的减振效果要优于线性的,其最优阻尼比受到激励幅值的影响。     

大跨结构的振动舒适度与TMD减振频域分析

将大跨结构的动力特性转化到广义坐标系并结合频率响应函数,计算有或无调谐质量阻尼器(TMD)的多阶模态结构在人行荷载的多阶谐波激振下的加速度反应谱.通过引入结构频率调整系数,能够预测结构实际频率与计算频率产生偏差的情况.利用有或无TMD的结构频响函数得到窄带激振下的TMD减振率,分析TMD频率比和阻尼比偏离最优解对TMD...     

附加电涡流阻尼TMD的高层建筑结构振动台试验研究

电涡流阻尼系统(Eddy-Current System)是一种广泛应用在机械工程和航空航天领域的减振控制技术,将电涡流阻尼系统与传统的调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)相结合而成的新型电涡流阻尼TMD(EC-TMD)在土木工程中的应用还处于起步阶段。通过附加电涡流阻尼TMD的五层钢框架结构振动台试验,考察了该装置对高层建筑结构的减振控制效果。试验结果表明:附加电涡流阻尼TMD可以明显减少主体结构的加速度、位移、最大层间位移角等响应;电涡流阻尼TMD的控制效果受输入激励特性的影响,也和本身的质量比、电涡流阻尼比有关;与传统TMD相比,电涡流阻尼TMD可以更快速的抑制结构振动,并能将自身摆幅控制在较小范围内。     

钢桁架人行天桥TMD减振控制及测试

本文介绍了TMD减振原理,提出了TMD子结构的参数优化设计。采用Madis Gen软件对某一钢桁架人行天桥结构进行仿真分析。结果表明,在步行荷载激励下结构出现明显的共振响应,选用Kelvin模型设置TMD减振装置后,桥面加速度降低到0.6 m/s2,减振率达到了45%,最大位移0.98mm;TMD的位移幅值2.18mm。并对该工程结构的振动响应进行实时监测,发现安装TMD子结构后减振效果明显,达到了人体舒适度的规范要求,提高了行人通过时的安全感。     

分布式TMD减振系统参数研究

调谐质量阻尼器TMD(Tuned Mass Damper)的主要缺点是对频率调谐或最优阻尼比的波动十分敏感。在实际应用中,TMD的频率调谐很难达到预期的最优状态,而且地震作用时结构的动力参数将产生摄动,TMD固有频率与结构受控频率的调谐漂移,导致TMD有效性明显降低。因此分布式TMD减振系统能更为广泛的应用于工程之中。通过振动力学中的迦辽金方法并运用计算机程序Matlab模拟和实际工程结合分析,对照各个不同参数的分布式TMD减振系统的减振效果,得出TMD个数、质量比和分布间隔等参数对整体减振效果的影响规律,从而对减振系统进行合理优化,为实际工程应用提供参考。     

深圳京基金融中心横风向风振控制试验研究

在边界层风洞试验中应用气弹模型技术对深圳京基金融中心（KFT）进行风振控制试验,通过在KFT顶层设计安装悬臂式调谐质量阻尼器(TMD)对结构横风向风振响应进行控制,研究了不同TMD参数对控制效果的影响,并将试验结果和基于刚性模型的高频压力积分(HFPI)计算结果进行比较。结果表明：使用TMD能有效抑制KFT的风致振动响应,当TMD频率接近结构1阶自振频率时,减振效果最佳,且由于结构阻尼的存在,最佳TMD频率略小于结构自振频率;TMD阻尼比为3.86%和1.67%时,结构顶层加速度响应分别减小20%和15%,而TMD阻尼比不大于0.07%时则可能对结构风致振动响应的控制不起作用。     

最佳减震效果的加层隔震结构参数优化

通过对影响加层隔震结构减震效果的三个主要参数频率比、质量比、阻尼比进行优化分析,得出适合于加层隔震结构的最优频率比取值,并通过一个工程实例验证了参数优化的合理性。分析结果表明,对于加层隔震结构,存在一个最优频率比可以在有效地控制隔震层上部结构绝对加速度反应的同时,最大限度地降低隔震层下部结构的层间位移反应,使得结构获得整体最优减震效果。     

TMD系统在单层球面网壳竖向减震中的应用北大核心

随着空间网格结构朝着大跨度、大空间的方向发展,结构在竖向地震作用下的响应不容忽视。为降低单层球面网壳在竖向地震作用下的结构响应,采用TMD系统对其进行竖向减震控制。以K8型单层球面网壳为研究对象,基于Kanai-Tajimi过滤白噪声模型合成了4条代表不同场地类别的激励波进行动力时程分析,以结构最大节点位移、最大Mises应力和最大加速度综合减震率为参考指标,探求了TMD质量比、调谐频率、阻尼比等参数对减震效果的影响规律,并优化分析了TMD系统在网壳上的布置位置。对网壳结构进行了矢跨比参数分析,比较发现:网壳矢跨比分别为1/7、1/5和1/3时,TMD系统减震效果呈随矢跨比增大而下降的趋势。建议TMD系统应用于单层球面网壳上时,其矢跨比不宜大于1/5。     

人工鱼群算法在人行桥TMD优化设计中的应用研究

调谐质量阻尼器(TMD)在人行桥竖向振动控制中有着广泛的应用。TMD参数对控制效果影响显著,因此要精心设计。基于人工鱼群算法提出一个考虑主结构阻尼的TMD系统优化方法。优化目标是使得结构在外部简谐激励下最大动力放大系数最小化,使经优化设计的TMD有更小的动力放大系数和更大的鲁棒性。为便于实际设计,对有不同阻尼比和质量比的结构制作最优TMD参数表并给出拟合公式。提出的TMD优化设计方法比现有方法有更好的减振率。     

TMD系统在单层球面网壳竖向减震中的应用

随着空间网格结构朝着大跨度、大空间的方向发展,结构在竖向地震作用下的响应不容忽视。为降低单层球面网壳在竖向地震作用下的结构响应,采用TMD系统对其进行竖向减震控制。以K8型单层球面网壳为研究对象,基于Kanai-Tajimi过滤白噪声模型合成了4条代表不同场地类别的激励波进行动力时程分析,以结构最大节点位移、最大Mises应力和最大加速度综合减震率为参考指标,探求了TMD质量比、调谐频率、阻尼比等参数对减震效果的影响规律,并优化分析了TMD系统在网壳上的布置位置。对网壳结构进行了矢跨比参数分析,比较发现:网壳矢跨比分别为1/7、1/5和1/3时,TMD系统减震效果呈随矢跨比增大而下降的趋势。建议TMD系统应用于单层球面网壳上时,其矢跨比不宜大于1/5。     

景观塔两级变阻尼电涡流TMD减振分析与试验研究

对景观塔的结构选型与减震方案比选进行了阐述,研发了一体化两级变阻尼电涡流调谐质量阻尼器,模拟了脉动风和横风共振时风速时程,对有控和无控结构进行了脉动风与横风共振作用下风振响应分析,得到了调谐质量阻尼器(TMD)在10,50,100年脉动风与横风共振作用下的减振效果.进行了振动台试验,验证了结构选型的合理性.结果表明:景观塔结构能有效抵御脉动风,但10年脉动风与横风共振作用下,结构顶层不满足舒适度要求;两级变阻尼电涡流调谐质量阻尼器能有效控制脉动风和横风共振作用下的结构响应,减振效果随楼层的增高而增大.设置TMD后,10年脉动风和横风共振作用下,顶层位移分别减小34.3％,82.5％,顶点加速度分别减小42.9％,80.8％;50年脉动风作用下,楼层位移和顶层加速度最大分别减小43.04％,32.44％;100年脉动风作用下,楼层位移和顶层加速度最大分别减小32.23％,23.23％.航管塔、气象塔等要求高的高耸结构,适合用TMD的减振措施.高宽比大的高耸结构采用TMD减振满足舒适度要求时,结构选型应优先选择第一振型参与系数高的结构体系.     

结构主动多重调谐质量阻尼器(AMTMD)的控制策略

本文提出了一种新控制策略———主动多重调谐质量阻尼器 (AMTMD)。AMTMD控制系统频率呈线性分布。AMTMD中的MTMD保持相同的刚度和阻尼系数但质量变化。基于TMD的工作原理对AMTMD定义了主动控制力构成即保持相同的位移和速度反馈增益系数但变化加速度反馈增益系数。基于结构的广义振型模型 ,导出了设置AMTMD时结构的动力放大系数 (DMF) ,于是AMTMD的优化准则可定义为结构最大动力放大系数最小值的最小化 (Min Min Max DMF)。通过最优搜寻 ,研究了反映AMTMD有效性和鲁棒性的参数。这些参数包括 :频率间隔、平均阻尼比、调谐频率比、总数、质量比和标准化加速度反馈增益系数。为了比较 ,同时考虑了多重调谐质量阻尼器 (MTMD)和主动调谐质量阻尼器 (ATMD)。     

随机地震激励下柔性连接双塔连体结构位移参数分析

以3-DOF力学模型推导了柔性连接双塔连体结构在随机地震激励下各位移传递函数和均方值,采用数值计算进行参数分析,变量包括连体与塔楼以及塔楼与塔楼的质量比,连体对塔楼的频率比,连体支座阻尼比.随机地震激励包括白噪声和金井清谱.对于对称塔楼结构,其基本规律和TMD结构相同,但为控制支座位移需采取不同于TMD结构的策略,即连体的固有频率需避开塔楼自振频率以免共振,且宜增加连体支座的阻尼比及连体对塔楼的质量比.对于不对称塔楼结构,双塔对连体部分异步驱动,连体在两支座约束下的固有频率需避开两个塔楼自振频率,并且可通过调整两支座刚度的比例使两支座的相对位移趋于均匀.     

塔架TMD强台风保护系统设计及减振效果分析

本文针对强台风登陆频繁区域的某塔架结构,根据保护要求利用其消防水箱设计了TMD强台风保护系统,给出了设计参数,并在不同风速下,计算分析了TMD台风保护系统的减振效果,计算分析结果表明,TMD对加速度响应的控制效果约30%～50%,对位移响应的控制效果为16%-35%,减振效果理想,对塔架在台风作用下可起到较好的保护效果。     

机器诱发楼盖振动的减振措施

以宁波某工业建筑钢筋混凝土结构为原型,对楼面加固、TMD(调谐质量阻尼器)结构、隔振平台这三种不同的减振措施进行了有限元分析.从减振性能与室内舒适度两个指标分析了三种减振措施的优缺点.从有限元模拟结果得出以下结论:1)结构加固措施可以减小机器振动引起的振动响应,增加次梁的加固措施优于增加楼板厚度的加固措施,但是两者减振幅度均不太理想,且对改善室内舒适度并没有效果,甚至有些加固措施会降低室内舒适度;2)TMD结构对振动控制与改善室内舒适度都有很显著的效果,且当本文模型质量比为3%、频率比为1时,控制效果最佳,但是TMD的控制频带较窄,需要设置多个不同频率的TMD来拓宽其控制频带;3)采用隔振平台应对机器上楼有较好的减振效果,且设备振动频率与隔振平台的频率比越大,隔振效果越明显.     

大跨度桁架景观桥振动分析与减振设计

本文以某城市桁架桥主体结构为背景,通过设计TMD减振方案,使桥梁的振动满足相关规范设计要求。全文在桁架有限元模态计算结果基础上,加载调谐质量阻尼器(TMD)装置,并计算行人荷栽作用下结构的动力时程响应,最后对安装TMD装置的桥梁进行现场振动测试,通过对比减振前后桥梁的加速度响应结果,显示本工程安装TMD装置后桥梁的阻尼比提高10倍左右,振动峰值减小60%左右。证明采用TMD减振技术可以使桥梁满足人群激励下的舒适度要求,起到良好的减振效果。